2020版高考物理粤教版大一轮复习讲义：第十三章 第1讲 分子动理论　内能 Word版含解析.pdf

五年高考(全国卷)命题分析 五年常考热点五年未考重点 分子动理论 内能 2018 2017 2016 2015 2014 1 卷 33(1)、2 卷 33(1)、3 卷 33(1) 1 卷 33(1) 3 卷 33(1) 2 卷 33(1) 2 卷 33(1) 固定和液体的性质20151 卷 33(1) 热学图象问题 2018 2016 2014 3 卷 33(1) 2 卷 33(1) 1 卷 33(1) 气体实验定律的应 用(液体封闭类) 2018 2017 2015 3 卷 33(2) 3 卷 33(2) 2 卷 33(2) 气体实验定律的应 用(活塞封闭类) 2018 2017 2016 1 卷 33(2)、2 卷 33(2) 1 卷 33(2) 3 卷 33(2) 1.微观量的估算 问题 2.分子力及分子 势能 3.气体实验定律 的微观解释 4.实验：油膜法估 测分子的大小 2015 2014 1 卷 33(2) 1 卷 33(2)、2 卷 33(2) 热力学定律的理解 和应用 2017 2016 2 卷 33(1)、3 卷 33(1) 1 卷 33(1) 热学综合问题 2017 2016 2 卷 33(2) 1 卷 33(2)、2 卷 33(2) 1.考查方式：从近几年高考题来看，对于热学内容的考查，形式比较固定，一般第(1) 问为选择题，5 个选项，并且是对热学单一知识点从不同角度设计问题；第(2)问计算 题始终围绕气体性质进行命题，且为液体封闭或活塞封闭的两类模型的交替命题. 2.命题趋势 ： 明年的命题仍将是坚持以上考查方式的特点和规律，在创设新情景和题给 信息方面可能有突破. 第第 1 讲 分子动理论 内能讲 分子动理论 内能 一、分子动理论 1.物体是由大量分子组成的 (1)分子的大小 分子的直径(视为球模型)：数量级为 1010 m； 分子的质量：数量级为 1026 kg. (2)阿伏加德罗常数 1 mol 的任何物质都含有相同的粒子数.通常可取 NA6.02×1023 mol1； 阿伏加德罗常数是联系宏观物理量和微观物理量的桥梁. 2.分子永不停息地做无规则运动 (1)扩散现象 定义：不同物质能够彼此进入对方的现象； 实质：扩散现象并不是外界作用引起的，也不是化学反应的结果，而是由分子的无规则运 动产生的物质迁移现象，温度越高，扩散现象越明显. (2)布朗运动 定义：悬浮在液体中的小颗粒的永不停息的无规则运动； 实质：布朗运动反映了液体分子的无规则运动； 特点：颗粒越小，运动越明显；温度越高，运动越剧烈. (3)热运动 分子的永不停息的无规则运动叫做热运动； 特点：分子的无规则运动和温度有关，温度越高，分子运动越激烈. 3.分子间同时存在引力和斥力 (1)物质分子间存在空隙，分子间的引力和斥力是同时存在的，实际表现出的分子力是引力和 斥力的合力； (2)分子力随分子间距离变化的关系：分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小，随 分子间距离的减小而增大，但斥力比引力变化得快； (3)分子力与分子间距离的关系图线(如图 1 所示) 图 1 由分子间的作用力与分子间距离的关系图线可知： 当 rr0时，F引F斥，分子力为零； 当 rr0时，F引F斥，分子力表现为引力； 当 rr0时，F引F斥，分子力表现为斥力； 当分子间距离大于 10r0(约为 109 m)时，分子力很弱，可以忽略不计. 自测 1 根据分子动理论，下列说法正确的是( ) A.一个气体分子的体积等于气体的摩尔体积与阿伏加德罗常数之比 B.显微镜下观察到的墨水中的小炭粒所做的不停地无规则运动，就是分子的运动 C.分子间的相互作用的引力和斥力一定随分子间的距离增大而增大 D.分子势能随着分子间距离的增大，可能先减小后增大 答案 D 解析 由于气体分子的间距大于分子直径，故气体分子的体积小于气体的摩尔体积与阿伏加 德罗常数之比，故 A 错误；显微镜下观察到的墨水中的小炭粒所做的不停地无规则运动，是 布朗运动，它是分子无规则运动的体现，但不是分子的运动，故 B 错误；分子间的相互作用 力随分子间距离增大而减小，但斥力减小得更快，故 C 错误；若分子间距是从小于平衡距离 开始变化，则分子力先做正功再做负功，故分子势能先减小后增大，故 D 正确. 二、温度和内能 1.温度 一切达到热平衡的系统都具有相同的温度. 2.两种温标 摄氏温标和热力学温标.关系：Tt273.15 K. 3.分子的动能 (1)分子动能是分子热运动所具有的动能； (2)分子热运动的平均动能是所有分子热运动动能的平均值，温度是分子热运动的平均动能的 标志； (3)分子热运动的总动能是物体内所有分子热运动动能的总和. 4.分子的势能 (1)意义：由于分子间存在着引力和斥力，所以分子具有由它们的相对位置决定的能. (2)分子势能的决定因素 微观上：决定于分子间距离和分子排列情况； 宏观上：决定于体积和状态. 5.物体的内能 (1)概念理解：物体中所有分子热运动的动能和分子势能的总和，是状态量； (2)决定因素：对于给定的物体，其内能大小由物体的温度和体积决定，即由物体内部状态决 定； (3)影响因素：物体的内能与物体的位置高低、运动速度大小无关； (4)改变物体内能的两种方式：做功和热传递. 自测 2 (多选)对内能的理解，下列说法正确的是( ) A.系统的内能是由系统的状态决定的 B.做功可以改变系统的内能，但是单纯地对系统传热不能改变系统的内能 C.不计分子之间的分子势能，质量和温度相同的氢气和氧气具有相同的内能 D.1 g 100 水的内能小于 1 g 100 水蒸气的内能 答案 AD 解析 系统的内能是一个只依赖于系统自身状态的物理量，所以是由系统的状态决定的，A 正确；做功和热传递都可以改变系统的内能，B 错误；质量和温度相同的氢气和氧气的平均 动能相同，但它们的物质的量不同，内能不同，C 错误 ； 在 1 g 100 的水变成 100 水蒸气 的过程中，分子间距离变大，要克服分子间的引力做功，分子势能增大，所以 1 g 100 水的 内能小于 1 g 100 水蒸气的内能，D 正确. 命题点一 微观量估算的“两种建模方法”命题点一 微观量估算的“两种建模方法” 1.求解分子直径时的两种模型(对于固体和液体) (1)把分子看成球形，d. 36V0 (2)把分子看成小立方体，d. 3 V0 提醒：对于气体，利用 d算出的不是分子直径，而是气体分子间的平均距离. 3 V0 2.宏观量与微观量的相互关系 (1)微观量：分子体积 V0、分子直径 d、分子质量 m0. (2)宏观量：物体的体积 V、摩尔体积 Vmol、物体的质量 m、摩尔质量 M、物体的密度 . (3)相互关系 一个分子的质量：m0. M NA Vmol NA 一个分子的体积：V0(注：对气体，V0为分子所占空间体积)； Vmol NA M NA 物体所含的分子数：N·NA·NA或 N·NA·NA. V Vmol m Vmol m M V M 例 1 (2018·湖南省长沙市雅礼中学模拟二)空调在制冷过程中，室内空气中的水蒸气接触蒸 发器(铜管)液化成水，经排水管排走，空气中水分越来越少，人会感觉干燥.某空调工作一段 时间后，排出液化水的体积 V1.0×103 cm3.已知水的密度 1.0×103 kg/m3、摩尔质量M 1.8×102 kg/mol，阿伏加德罗常数 NA6.0×1023 mol1.试求：(结果均保留一位有效数字) (1)该液化水中含有水分子的总数 N； (2)一个水分子的直径 d. 答案 (1)3×1025个 (2)4×1010 m 解析 (1)V1.0×103 cm3，水的物质的量 nV M 水分子数：NnNA 则得 NNA×6×1023个3×1025个. V M 1.0 × 103× 1.0 × 103× 106 1.8 × 102 (2)建立水分子的球模型. 每个水分子的体积为 V0 V N V V M NA M NA 又 V0 d3 1 6 故得水分子直径 d， 3 6M NA 联立解得 d4×1010 m. 变式 1 氙气灯在亮度、耗能及寿命上都比传统灯有优越性.某轿车的灯泡的容积 V1.5 mL， 充入氙气的密度 5.9 kg/m3， 摩尔质量M0.131 kg/mol， 阿伏加德罗常数 NA6×1023 mol1，试估算灯泡中：(结果均保留一位有效数字) (1)氙气分子的总个数； (2)氙气分子间的平均距离. 答案 (1)4×1019个 (2)3×109 m 解析 (1)设氙气的物质的量为 n，则 n， V M 氙气分子的总个数 NNA V M ×6×1023mol1 5.9 kg/m3× 1.5 × 106 m3 0.131 kg/mol 4×1019个. (2)每个分子所占的空间为 V0V N 设分子间平均距离为 a，则有 V0a3， 则 a3×109 m. 3V N 命题点二 布朗运动与分子热运动命题点二 布朗运动与分子热运动 1.布朗运动 (1)研究对象：悬浮在液体或气体中的小颗粒； (2)运动特点：无规则、永不停息； (3)相关因素：颗粒大小、温度； (4)物理意义：说明液体或气体分子做永不停息的无规则的热运动. 2.扩散现象：相互接触的物体分子彼此进入对方的现象. 产生原因：分子永不停息地做无规则运动. 3.扩散现象、布朗运动与热运动的比较 现象扩散现象布朗运动热运动 活动 主体 分子微小固体颗粒分子 区别 分子的运动，发生在固 体、液体、气体任何两 种物质之间 比分子大得多的微粒 的运动，只能在液体、 气体中发生 分子的运动，不能通过 光学显微镜直接观察到 共同点都是无规则运动；都随温度的升高而更加激烈 联系扩散现象、布朗运动都反映分子做无规则的热运动 例 2 (多选)(2018·河北省“名校联盟”质量监测一)下列选项正确的是( ) A.液体温度越高，悬浮颗粒越小，布朗运动越剧烈 B.布朗运动是指悬浮在液体中固体颗粒的分子的无规则运动 C.液体中的扩散现象是由于液体的对流形成的 D.扩散现象是由物质分子无规则运动产生的 E.当分子间距增大时，分子间的引力和斥力都减小 答案 ADE 解析 温度越高，分子运动越剧烈，悬浮在液体中的颗粒越小，撞击越容易不平衡，则它的 布朗运动就越显著，A 正确 ； 布朗运动是悬浮微粒的无规则运动，不是分子的无规则运动，B 错误；扩散现象是由物质分子无规则运动产生的，液体中的扩散现象是由于液体分子的无规 则运动引起的，C 错误，D 正确；当分子间距增大时，分子间的引力和斥力都减小，E 正确. 变式 2 (多选)下列说法正确的是( ) A.温度越高，扩散进行得越快 B.扩散现象是不同物质间的一种化学反应 C.布朗运动的激烈程度与温度有关，这说明分子运动的激烈程度与温度有关 D.扩散现象在气体、液体和固体中都能发生 E.布朗运动就是热运动 答案 ACD 变式 3 (多选)(2018·福建省泉州市考前适应性模拟)近期我国多个城市的 PM2.5 数值突破警 戒线，受影响最严重的是京津冀地区，雾霾笼罩，大气污染严重.PM2.5 是指空气中直径等于 或小于 2.5 微米的悬浮颗粒物，其漂浮在空中做无规则运动，很难自然沉降到地面，吸入后 对人体形成危害.矿物燃料燃烧的排放是形成 PM2.5 的主要原因.下列关于 PM2.5 的说法中正 确的是( ) A.PM2.5 的尺寸与空气中氧分子尺寸的数量级相当 B.PM2.5 在空气中的运动属于布朗运动 C.温度越低，PM2.5 运动越剧烈 D.倡导低碳生活减少煤和石油等燃料的使用能有效减小 PM2.5 在空气中的浓度 E.PM2.5 中颗粒小一些的，其颗粒的运动比其他颗粒更为剧烈 答案 BDE 解析 PM2.5 的直径等于或小于 2.5 微米，而空气中氧分子尺寸的数量级为 1010 m，故两者 大小不相当， 选项A错误 ； PM2.5在空气中的运动属于布朗运动， 选项B正确 ； 温度越高， PM2. 5 活动越剧烈，选项 C 错误；倡导低碳生活减少煤和石油等燃料的使用能有效减小 PM2.5 在空 气中的浓度，选项 D 正确；PM2.5 中颗粒小一些的，其颗粒的运动比其他颗粒更为剧烈，选 项 E 正确. 例3 (多选)(2017·全国卷·33(1)氧气分子在0 和100 温度下单位速率间隔的分子数占 总分子数的百分比随气体分子速率的变化分别如图 2 中两条曲线所示.下列说法正确的是 ( ) 图 2 A.图中两条曲线下的面积相等 B.图中虚线对应于氧气分子平均动能较小的情形 C.图中实线对应于氧气分子在 100 时的情形 D.图中曲线给出了任意速率区间的氧气分子数目 E.与 0 时相比，100 时氧气分子速率出现在 0400 m/s 区间内的分子数占总分子数的 百分比较大 答案 ABC 解析 根据图线的物理意义可知，曲线下的面积表示百分比的总和，所以图中两条曲线下的 面积相等，选项 A 正确；温度是分子平均动能的标志，且温度越高，速率大的分子所占比例 较大，所以图中实线对应于氧气分子平均动能较大的情形，虚线对应于氧气分子平均动能较 小的情形，选项 B、C 正确；根据曲线不能求出任意区间的氧气分子数目，选项 D 错误；由 图线可知100 时的氧气分子速率出现在0400 m/s区间内的分子数占总分子数的百分比比 0 时的百分比小，选项 E 错误. 变式 4 (2017·北京理综·13)以下关于热运动的说法正确的是( ) A.水流速度越大，水分子的热运动越剧烈 B.水凝结成冰后，水分子的热运动停止 C.水的温度越高，水分子的热运动越剧烈 D.水的温度升高，每一个水分子的运动速率都会增大 答案 C 解析 分子热运动的快慢只与温度有关， 与物体速度无关， 温度越高， 分子热运动越剧烈， A 错误，C 正确；水凝结成冰后，水分子的热运动仍存在，故 B 错误；热运动是大量分子运动 的统计规律，即温度是分子平均动能的标志，所以温度升高，分子的平均速率增大，并不代 表每一个分子的速率都增大，故 D 错误. 命题点三 分子动能、分子势能和内能命题点三 分子动能、分子势能和内能 1.分子力、分子势能与分子间距离的关系 分子力 F、分子势能 Ep与分子间距离 r 的关系图线如图 3 所示(取无穷远处分子势能 Ep0). 图 3 (1)当 rr0时，分子力表现为引力，当 r 增大时，分子力做负功，分子势能增加. (2)当 rr0时，分子力表现为斥力，当 r 减小时，分子力做负功，分子势能增加. (3)当 rr0时，分子势能最小. 2.内能和机械能的区别 能量定义决定量值测量转化 内 能 物体内所有分子 的动能和势能的 总和 由物体内部分子 微观运动状态决 定，与物体整体 运动情况无关 任何物体都 具有内能， 恒不为零 无法测量，其 变化量可由做 功和热传递来 量度 机 械 能 物体的动能及重 力势能和弹性势 能的总和 与物体宏观运动 状态、参考系和 零势能面的选取 有关，和物体内 部分子运动情况 无关 可以 为零 可以测量 在一定条 件下可相 互转化 例 4 (多选)(2018·山西省晋城市二模)将一个分子 P 固定在 O 点， 另一个分子 Q 从图中的 A 点由静止释放，两分子之间的作用力与间距关系的图象如图 4 所示，则下列说法正确的是 ( ) 图 4 A.分子 Q 由 A 运动到 C 的过程中，先加速再减速 B.分子 Q 在 C 点时分子势能最小 C.分子 Q 在 C 点时加速度大小为零 D.分子 Q 由 A 点释放后运动到 C 点左侧的过程中，加速度先增大后减小再增大 E.该图能表示固、液、气三种状态下分子力随分子间距变化的规律 答案 BCD 解析 分子 Q 由 A 运动到 C 的过程中，一直受引力作用，速度一直增加，动能增加，分子势 能减小， 在 C 点的分子势能最小， 选项 A 错误， B 正确 ； 分子 Q 在 C 点时受到的分子力为零， 故 Q 在 C 点时加速度大小为零，选项 C 正确；分子 Q 由 A 点释放后运动到 C 点左侧的过程 中，分子间的引力先增大后减小，然后到 C 点左侧时分子力为斥力逐渐变大，故加速度先增 大后减小再增大，选项 D 正确；题图只能表示固、液两种状态下分子力随分子间距变化的规 律，气体分子距离一般大于 10r0，选项 E 错误. 变式 5 (2018·河北省定州中学承智班月考)根据分子动理论，物质分子之间的距离为 r0时， 分子所受的斥力和引力相等，以下关于分子力和分子势能的说法正确的是( ) A.当分子间距离为 r0时，分子具有最大势能 B.当分子间距离为 r0时，分子具有最小势能 C.当分子间距离大于 r0时，分子引力小于分子斥力 D.当分子间距离小于 r0时，分子间距离越小，分子势能越小 答案 B 解析 可以根据分子力做功判断分子势能的变化，分子力做正功，分子势能减小，分子力做 负功，分子势能增加.rr0时，分子力表现为引力，rr0时，分子力表现为斥力，当 r 从无 穷大开始减小，分子力做正功，分子势能减小，当 r 减小到 r0后继续减小时，分子力做负功， 分子势能增加，所以在 r0处有最小势能.在 rr0时，r 越大，分子势能越大，在 rr0时，r 越小，分子势能越大.故 B 正确，A、C、D 错误. 例 5 (多选)(2018·全国卷·33(1)对于实际的气体，下列说法正确的是( ) A.气体的内能包括气体分子的重力势能 B.气体的内能包括气体分子之间相互作用的势能 C.气体的内能包括气体整体运动的动能 D.气体的体积变化时，其内能可能不变 E.气体的内能包括气体分子热运动的动能 答案 BDE 解析 气体的内能不考虑气体自身重力的影响， 故气体的内能不包括气体分子的重力势能， A 项错误；实际气体的内能包括气体的分子动能和分子势能两部分，B、E 项正确；气体整体 运动的动能属于机械能， 不属于气体的内能， C 项错误 ； 气体体积变化时， 分子势能发生变化， 气体温度也可能发生变化，即分子势能和分子动能的和可能不变，D 项正确. 变式 6 (多选)(2018·陕西省宝鸡市质检二)关于物体的内能，下列说法正确的是( ) A.相同质量的两种物质，升高相同的温度，内能的增加量一定相同 B.物体的内能改变时温度不一定改变 C.内能与物体的温度有关，所以 0 的物体内能为零 D.分子数和温度相同的物体不一定具有相同的内能 E.内能小的物体也可能将热量传递给内能大的物体 答案 BDE 解析 相同质量的同种物质，升高相同的温度，吸收的热量相同，相同质量的不同种物质， 升高相同的温度，吸收的热量不同，故 A 错误；物体内能改变时温度不一定改变，比如零摄 氏度的冰融化为零摄氏度的水，内能增加，故 B 正确；分子在永不停息地做无规则运动，可 知任何物体在任何状态下都有内能，故 C 错误；物体的内能与分子数、物体的温度和体积三 个因素有关，分子数和温度相同的物体不一定有相同的内能，故 D 正确；发生热传递的条件 是存在温度差，与内能的大小无关，所以内能小的物体也可能将热量传递给内能大的物体， 故 E 正确. 1.(多选)墨滴入水，扩而散之，徐徐混匀.关于该现象的分析正确的是( ) A.混合均匀主要是由于碳粒受重力作用 B.混合均匀的过程中，水分子和碳粒都做无规则运动 C.使用碳粒更小的墨汁，混合均匀的过程进行得更迅速 D.墨汁的扩散运动是由于碳粒和水分子发生化学反应引起的 答案 BC 解析 根据分子动理论的知识可知，最后混合均匀是扩散现象，水分子做无规则运动，碳粒 做布朗运动，由于布朗运动的剧烈程度与颗粒大小和温度有关，所以使用碳粒更小的墨汁， 布朗运动会更明显，则混合均匀的过程进行得更迅速，故选 B、C. 2.(多选)已知阿伏加德罗常数为 NA(mol1)，某物质的摩尔质量为 M(kg/mol)，该物质的密度 为 (kg/m3)，则下列叙述中正确的是( ) A.1 kg 该物质所含的分子个数是 NA B.1 kg 该物质所含的分子个数是NA 1 M C.该物质 1 个分子的质量是 NA D.该物质 1 个分子占有的空间是 M NA E.该物质的摩尔体积是M 答案 BDE 解析 1 kg 该物质的物质的量为，所含分子数目为：nNA·，故 A 错误，B 正确； 1 M 1 M NA M 每个分子的质量为：m0 ，故 C 错误；每个分子所占体积为：V0，故 D 正确. 1 n M NA m0 M NA 该物质的摩尔体积为，故 E 正确. M 3.(多选)(2019·陕西省咸阳市质检)关于布朗运动，下列说法中正确的是( ) A.布朗运动是分子的运动，牛顿运动定律不再适用 B.布朗运动是分子无规则运动的反映 C.悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动是布朗运动 D.布朗运动的激烈程度跟温度有关，所以布朗运动也叫做热运动 E.布朗运动的明显程度与颗粒的体积和质量大小有关 答案 BCE 解析 布朗运动是悬浮颗粒的运动，这些颗粒不是微观粒子，牛顿运动定律仍适用，故 A 错 误；悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动是布朗运动，固体小颗粒做布朗运动说明了分 子不停地做无规则运动，故 B、C 正确；布朗运动反映的是分子的热运动，其本身不是分子 的热运动，故 D 错误 ； 布朗运动的明显程度与颗粒的体积和质量大小有关，体积和质量越小， 布朗运动越剧烈，故 E 正确. 4.(多选)(2018·山西省长治、运城、大同、朔州、阳泉五地市联考)小张在显微镜下观察水中悬 浮的细微粉笔末的运动从A点开始， 他把小颗粒每隔20 s的位置记录在坐标纸上， 依次得到B、 C、D 等这些点，把这些点连线形成如图 1 所示折线图，则关于该粉笔末的运动，下列说法 正确的是( ) 图 1 A.该折线图是粉笔末的运动轨迹 B.粉笔末的无规则运动反映了水分子的无规则运动 C.经过 B 点后 10 s，粉笔末应该在 BC 的中点处 D.粉笔末由 B 到 C 的平均速度小于由 C 到 D 的平均速度 E.若改变水的温度，再记录一张图，则仅从图上不能确定记录哪一张图时的温度高 答案 BDE 解析 该折线图不是粉笔末的实际运动轨迹，分子运动是无规则的，故 A 错误；粉笔末受到 水分子的碰撞，做无规则运动，所以粉笔末的无规则运动反映了水分子的无规则运动，故 B 正确；由于运动的无规则性，所以经过 B 点后 10 s，我们不知道粉笔末在哪个位置，故 C 错 误；任意两点之间的时间间隔是相等的，所以位移越大，则平均速度就越大，故粉笔末由 B 到 C 的平均速度小于由 C 到 D 的平均速度，故 D 正确；由于运动的无规则性，所以我们无 法仅从图上就确定哪一张图的温度高，故 E 正确. 5.(多选)(2018·安徽省宣城市第二次调研)下面的说法中正确的有( ) A.布朗运动的实质反映了液体分子在不停地做无规则热运动 B.压缩密封在汽缸中一定质量的理想气体，难度越来越大，这是因为分子间距离越小时分子 间斥力越大 C.对气体加热，气体的内能不一定增大 D.物体温度升高，分子热运动加剧，所有分子的动能都会增加 E.对大量事实的分析表明，不论技术手段如何先进，热力学零度最终不可能达到 答案 ACE 解析 布朗运动的实质反映了液体分子在不停地做无规则热运动，选项 A 正确；压缩密封在 汽缸中一定质量的理想气体，难度越来越大，这是因为体积减小时，压强变大，选项 B 错误 ； 对气体加热，若气体对外做功，则气体的内能不一定增大，选项 C 正确；物体温度升高，分 子热运动加剧，分子的平均动能会增加，但并非每个分子的动能都增加，选项 D 错误；热力 学零度是低温的极限，不论技术手段如何先进，热力学零度最终不可能达到，选项 E 正确. 6.(多选)(2018·四川省雅安市第三次诊断)下列说法正确的是( ) A.理想气体吸热后温度一定升高 B.可视为理想气体的相同质量和温度的氢气与氧气相比，平均动能一定相等，内能一定不相 等 C.某理想气体的摩尔体积为 V0，阿伏加德罗常数为 NA，则该理想气体单个的分子体积为V 0 NA D.甲、乙两个分子仅在分子力的作用下由无穷远处逐渐靠近直到不能再靠近的过程中，分子 引力与分子斥力都增大，分子势能先减小后增大 E.扩散现象与布朗运动都能说明分子在永不停息地运动 答案 BDE 解析 根据热力学第一定律 UWQ 得， 物体的内能与做功和热传递有关， 理想气体的内 能由温度决定，故一定质量的理想气体吸热后温度可能不变，故 A 错误；温度是分子的平均 动能的标志，所以相同温度的氢气与氧气相比，平均动能一定相等，但氢气分子与氧气分子 相比，氢气分子的质量小，所以相同质量的氢气的分子数比氧气的分子数多，内能一定比氧 气大，故 B 正确；某理想气体的摩尔体积为 V0，阿伏加德罗常数为 NA，可以求出该理想气 体的每一个分子所占的空间为，由于气体分子之间的距离远大于分子的大小，所以气体分 V0 NA 子的体积小于，故 C 错误；分子之间的距离减小时，分子引力与分子斥力都增大，甲、乙 V0 NA 两个分子在只受分子力的作用下由无穷远处逐渐靠近直到不能再靠近的过程中，开始时分子 之间的作用力表现为引力，距离减小的过程中分子力做正功，分子势能减小，分子之间的距 离小于平衡位置的距离时，分子力表现为斥力，距离再减小的过程中分子力做负功，分子势 能增大，故 D 正确；扩散现象与布朗运动都能说明分子在永不停息地运动，故 E 正确. 7.(多选)(2018·江西省新余市上学期期末)关于热现象和热学规律，下列说法中正确的是( ) A.只要知道气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数，就可以算出气体分子的体积 B.悬浮在液体中的固体微粒越小，布朗运动越明显 C.密封在体积不变的容器中的气体，温度升高，气体分子对器壁单位面积上的平均作用力增大 D.用打气筒的活塞压缩气体很费力，说明分子间有斥力 E.物体的温度越高，分子热运动越剧烈，分子的平均动能就越大 答案 BCE 解析 知道气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数，可以算出每个气体分子占据空间的体积，但 不是分子体积(分子间隙大)，A 错误；布朗运动与固体颗粒大小、温度等有关，温度越高， 悬浮在液体中的固体微粒越小， 布朗运动就越明显， B 正确 ； 密封在体积不变的容器中的气体， 温度升高，根据理想气体状态方程C 可知，气体的压强增大，所以气体分子对器壁单位 pV T 面积上的平均作用力增大，C 正确；用打气筒的活塞压缩气体很费力，是因为打气筒内压强 很大，与分子之间作用力无关，D 错误；温度是分子平均动能的标志，物体的温度越高，分 子热运动越剧烈，分子平均动能越大，E 正确. 8.(多选)(2018·河北省张家口市上学期期末)对于分子动理论和物体内能的理解， 下列说法正确 的是( ) A.温度高的物体内能不一定大，但分子平均动能一定大 B.外界对物体做功，物体内能一定增加 C.温度越高，布朗运动越明显 D.当分子间的距离增大时，分子间作用力就一直减小 E.当分子间作用力表现为斥力时，分子势能随分子间距离的减小而增大 答案 ACE 解析 温度高的物体内能不一定大，内能还与质量、体积有关，但分子平均动能一定大，因 为温度是分子平均动能的标志，故 A 正确；改变内能的方式有做功和热传递，若外界对物体 做功的同时物体放热，内能不一定增加，故 B 错误；布朗运动是由液体分子碰撞的不平衡造 成的，液体温度越高，液体分子热运动越激烈，布朗运动越显著，故 C 正确；当分子间的距 离从平衡位置增大时，分子间作用力先增大后减小，故 D 错误；当分子间作用力表现为斥力 时，分子势能随分子间距离的减小而增大，故 E 正确. 9.(多选)(2019·山东省淄博市调研)根据热学知识，下列说法正确的是( ) A.气体的压强是由气体分子间的吸引和排斥产生的 B.绝对零度就是当一定质量的气体体积为零时，用实验方法测出的温度 C.分子间作用力做正功，分子势能一定减少 D.物体温度改变时物体内分子的平均动能一定改变 E.在热传递中，热量不可能自发地从低温物体传递给高温物体 答案 CDE 解析 气体的压强是由大量气体分子对容器壁的碰撞引起的，故 A 错误；绝对零度是不可能 达到的，故 B 错误；分子间作用力做正功，分子势能一定减少，故 C 正确；温度是分子平均 动能的标志，物体温度改变，分子平均动能一定改变，故 D 正确；热量从低温物体传递到高 温物体不能自发进行，必须借助外界的帮助，故 E 正确. 10.(多选)(2018·河北省五校联盟摸底)下列说法中正确的是( ) A.做功和热传递在改变物体内能上是等效的 B.温度和质量都相同的水、冰和水蒸气，它们的内能相等 C.热的物体把温度传递给冷的物体，最终达到温度相同 D.压缩气体不一定能使气体的温度升高 E.气体对器壁的压强是由大量气体分子对器壁不断碰撞而产生的 答案 ADE 11.(多选)(2018·广东省揭阳市期末)以下说法中正确的是( ) A.物质是由大量分子组成的 B.2 时水已经结为冰，部分水分子已经停止了热运动 C.温度是分子平均动能的标志 D.分子间的引力与斥力都随分子间距离的增大而减小 E.布朗运动是固体小颗粒中固体分子的运动 答案 ACD 解析 物质是由大量分子组成的，A 正确；2 时水已经结为冰，虽然水分子热运动剧烈 程度降低，但不会停止热运动，故 B 错误；温度是分子平均动能的标志，故分子运动也叫热 运动，C 正确；分子间的引力与斥力都随分子间的距离的增大而减小，故 D 正确；布朗运动 是指悬浮在液体或气体中的小颗粒受到周围液体或气体分子的撞击而引起的无规则运动，并 不是液体或气体分子的运动，也不是悬浮颗粒的固体分子的运动，而是固体颗粒受到撞击后 的运动，它能间接反映液体或气体分子的无规则运动，E 错误. 12.(多选)(2019·河北省唐山市质检)关于分子动理论和物体的内能，下列说法正确的是( ) A.热量可以从低温物体传递到高温物体 B.物体放出热量，其内能一定减少 C.温度高的物体的内能一定大，但分子平均动能不一定大 D.若两分子间的距离减小，则分子间的引力和分子间的斥力均增大 E.若分子间的作用力表现为斥力，则分子间的势能随分子间距离的减小而增大 答案 ADE 解析 根据热力学第二定律可知，热量可以从低温物体传递到高温物体，但要引起其他的变 化，选项 A 正确；根据热力学第一定律，UWQ，若物体放出热量且外界对物体做功， 物体内能不一定减少，选项 B 错误 ； 温度高的物体的分子平均动能一定大，但内能不一定大， 选项 C 错误 ； 若两分子间的距离减小，则分子间的引力和分子间的斥力均增大，选项 D 正确 ； 若分子间的作用力表现为斥力，则随分子间距离的减小，分子力做负功，分子间的势能增大， 选项 E 正确. 13.(多选)两分子间的斥力和引力的合力 F 与分子间距离 r 的关系如图 2 中曲线所示， 曲线与 r 轴交点的横坐标为 r0.相距很远的两分子在分子力作用下， 由静止开始相互接近.若两分子相距 无穷远时分子势能为零，下列说法正确的是( ) 图 2 A.在 rr0阶段，F 做正功，分子动能增加，分子势能减小 B.在 rr0阶段，F 做负功，分子动能减小，分子势能也减小 C.在 rr0时，分子势能最小，动能最大 D.在 rr0时，分子势能为零 E.分子动能和分子势能之和在整个过程中不变 答案 ACE 解析 由 Epr 图象可知，在 rr0阶段，当 r 减小时 F 做正功，分子势能减小，分子动能增 加，故 A 正确；在 rr0阶段，当 r 减小时 F 做负功，分子势能增加，分子动能减小，故 B 错误；在 rr0时，分子势能最小，但不为零，动能最大，故 C 正确，D 错误；在整个相互 接近的过程中，分子动能和分子势能之和保持不变，故 E 正确. 14.(多选)(2018·东北三省三校一模)对一定质量的理想气体，下列说法正确的是( ) A.该气体在体积缓慢增大的过程中，温度可能不变 B.该气体在压强增大的过程中，一定吸热 C.该气体被压缩的过程中，内能可能减少 D.该气体经等温压缩后，其压强一定增大，且此过程一定放出热量 E.如果该气体与外界没有发生热量交换，则其分子的平均动能一定不变 答案 ACD 解析 根据C 可知，该气体在体积缓慢增大的过程中，温度可能不变，选项 A 正确；该 pV T 气体在压强增大的过程中， 温度的变化和体积的变化都不能确定， 则不能判断气体是否吸热， 选项 B 错误；该气体被压缩的过程中，外界对气体做功，若气体放热，则内能可能减少，选 项 C 正确；根据C 可知，该气体经等温压缩后，其压强一定增大，因温度不变，内能不 pV T 变，外界对气体做功，则此过程一定放出热量，选项 D 正确；如果该气体与外界没有发生热 量交换，但外界可能对气体做功或者气体对外界做功，气体的内能可能会变化，则其分子的 平均动能可能改变，选项 E 错误. 15.(多选)(2018·辽宁省丹东市一模)关于分子动理论的规律，下列说法正确的是( ) A.扩散现象说明物质分子在做永不停息的无规则运动 B.压缩气体时气体会表现出抗拒压缩的力是由于气体分子间存在斥力的缘故 C.布朗运动是指悬浮在液体或气体里的微小颗粒的运动 D.如果两个系统分别与第三个系统达到热平衡， 那么这两个系统彼此之间也必定处于热平衡， 用来表征它们所具有的“共同热学性质”的物理量是内能 E.已知某种气体的密度为 (kg/m3)，摩尔质量为M(kg/mol)，阿伏加德罗常数为 NA(mol1)， 则该气体分子之间的平均距离可以表示为 3 M NA 答案 ACE 解析 扩散现象与布朗运动都是分子无规则热运动的宏观表现，故 A 正确；气体压缩可以忽 略分子间作用力， 压缩气体时气体会表现出抗拒压缩的力是由于气体压强的存在， 故 B 错误 ； 布朗运动是悬浮在液体或气体中的固体小颗粒的运动，故 C 正确；如果两个系统分别与第三 个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间也必定处于热平衡，用来表征它们所具有的 “共同热学性质”的物理量叫做温度，不是内能，故 D 错误；把该气体分子所占空间看成立 方体模型，则有 V0d3，又 V0，则该气体分子之间的平均距离 d，故 E 正确. M NA 3 M NA 16.(多选)下列说法正确的是( ) A.分析布朗运动会发现，悬浮的颗粒越小，温度越高，布朗运动越剧烈 B.一定质量的气体，温度升高时，分子间的平均距离增大 C.分子间的距离 r 存在某一值 r0，当 r 大于 r0时，分子间引力大于斥力，当 r 小于 r0时，分 子间斥力大于引力 D.已知铜的摩尔质量为 M(kg/mol)，铜的密度为(kg/m3)，阿伏加德罗常数为 NA(mol1)，体 积为 V(m3)的铜所含的原子数为 NVN A M E.温度升高，分子平均动能增大，内能增大 答案 ACD 解析 悬浮的颗粒越小，液体分子撞击的不平衡越明显，温度越高，液体分子撞击固体颗粒 的作用越强，故 A 正确；一定质量的气体，温度升高时，体积不一定增大，分子间的平均距 离不一定增大，故 B 错误；分子间的距离 r 存在某一值 r0，当 r 大于 r0时，分子间斥力小于 引力，整体表现为引力 ； 当 r 小于 r0时，分子间斥力大于引力，整体表现为斥力，故 C 正确 ； 体积为 V(m3)的铜所含的原子数 NNA，故选项 D 正确；温度升高，分子平均动能增大， V M 分子势能有可能减小，内能不一定增大，故 E 错误.